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1、智能制造之 MES 系统 济南溥博信息技术有限公司 0 山东大学机械学院 CAD/CAM 研究所 智能制造之 MES 系统制造之 MES 系统 系统框架及主要业务流程系统框架及主要业务流程 智能制造之 MES 系统 济南溥博信息技术有限公司 1 山东大学机械学院 CAD/CAM 研究所 一 概述一 概述 生产系统作为装备制造企业的重要环节，直接影响着产品的交货期、质量、成本。加强 生产系统的管理与控制是企业提高竞争力的有效途径。生产系统的管理与控制涉及到生产过 程的计划和执行，过程一旦发生变化，要求系统能够做到及时协调与实时控制从而使生产过 程稳定运行。 该系统主要目的是解决下达生产计划后的执
2、行力，生产过程的控制，包括生产作业计划 的产生、以车间为核心的生产作业控制、在制品控制、生产进度监控及预警、生产执行过程 的动态监控并根据监控信息进行实时调整、生产过程成本转移、生产过程质量信息统计与分 析、生产进度及成本的多角度监控与统计分析。解决材料使用的控制,从而最大限度的控制成 本。 二 项目目标二 项目目标 本项目以复杂装备制造产品为典型生产模式，实现生产执行过程的计划与实时控制。项 目内容包括：技术数据管理、工艺设计与规划，生产系统的计划、执行、监控预警、高级排 程与实时调度、生产过程的质量体系与控制，生产系统中的实时物流控制与实时成本转移分 析与控制，质量监控与统计分析,生产过程
3、的质量体系管理与追溯系统、下料车间的下料管理 与材料利用率控制、快速报价与工期估计、工程与发货管理。与公司正在使用的 PDM 和财务 系统接口，建立以生产过程执行控制为核心的综合信息化系统。 本项目针对装备制造产品的情况，对生产制造过程进行信息化管理，达到优化生产计划 与生产执行过程，为生产系统的准确运行与及时生产提供有利的保证。项目最终目标是通过 项目的实施，使生产执行各个系统在统一共享和集中的网络平台上运行，最大限度的提高生 产计划与管理的效率和准确性，使生产进度、质量、成本处于控制之中。 本项目通过实施,进一步规范技术数据,强化工艺规划在生产过程特别在质量控制与成本 控制的先期策划的作用
4、，企业各部门可以通过系统随时了解生产执行情况、工序执行情况、 质量情况、成本情况，特别是项目负责人可以随时了解项目的执行进度；技术与生产结合形 成完整的产品设计与生产制造系统，可以随时查看产品的生产进度情况，从而获得第一手资 料。生产计划以及各执行部门自动从技术部门产生的数据中获得执行信息。 智能制造 MES 系统 2 三 系统结构及主要功能简介三 系统结构及主要功能简介 装备制造生产系统装备制造生产系统 装备制造生产系统装备制造生产系统 生产管理 系统管理 技术保障 工艺设计与管理 物 料 编 码 产 品 数 据 管 理 车 间 执 行 控 制 采 购 与 委 外 车 间 及 设 备 维 护
5、 审 批 流 程 设 置 用 户 及 权 限 管 理 业 务 部 门 管 理 产产 品品 分分 类类 管管 理理 产产 品品 图图 档档 及及 BOMBOM 管管 理理 材材 料料 定定 额额 管管 理理 工工 时时 定定 额额 管管 理理 工工 艺艺 过过 程程 管管 理理 其其 它它 原原 材材 料料 编编 码码 编编 码码 规规 则则 维维 护护 标标 准准 外外 购购 件件 编编 码码 产产 品品 变变 更更 生 产 令 生生 产产 BOMBOM 维维 护护 生生 产产 令令 分分 解解 新新 建建 生生 产产 令令 计计 划划 下下 达达 合合 同同 审审 批批 、 审审 计计 执执
6、 行行 合合 同同 新新 建建 合合 同同 到货到货 登记登记 提交提交 质检质检 新新 建建 计计 划划 质检并质检并 生成入生成入 库单或库单或 转移单转移单 提交相提交相 关部门关部门 任任 务务 分分 派派 相关部相关部 门负责门负责 人接收人接收 单据或单据或 单据入单据入 帐帐 车车 间间 过过 程程 准准 转转 生成生成 入库入库 或协或协 作转作转 移单移单 提交提交 质检质检 车车 间间 作作 业业 分分 派派 其其 它它 限限 额额 领领 用用 质检质检 并提并提 交相交相 关部关部 门门 相关相关 部门部门 负责负责 人接人接 收单收单 据或据或 单据单据 入帐入帐 其
7、它 设设 备备 台台 帐帐 工工 作作 中中 心心 管管 理理 车车 间间 类类 型型 定定 义义 系系 统统 用用 户户 管管 理理 用用 户户 权权 限限 设设 置置 领领 用用 单单 审审 批批 流流 程程 请请 购购 单单 审审 批批 流流 程程 计计 划划 审审 批批 流流 程程 生生 产产 令令 审审 批批 流流 程程 合合 同同 审审 批批 流流 程程 质质 检检 组组 及及 其其 权权 限限 设设 置置 MESMES 设设 置置 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与与 与 与 与 与 与 与与 与 与 与 与 与 与与
8、与 与 与 与 与 与 项项 目目 进进 度度 监监 控控 生生 产产 令令 进进 度度 监监 控控 车车 间间 进进 度度 监监 控控 采购采购 与委与委 外进外进 度监度监 控控 工工 作作 中中 心心 状状 态态 监监 控控 紧紧 急急 插插 单单 订单订单 优先优先 等级等级 调整调整 工工 序序 延延 迟迟 到到 达达 设设 备备 维维 护护 及及 故故 障障 设设 计计 及及 工工 艺艺 变变 更更 日日 历历 调调 整整 项项 目目 成成 本本 分分 析析 生生 产产 令令 成成 本本 分分 析析 月月 度度 成成 本本 分分 析析 工工 作作 中中 心心 成成 本本 分分 析析
9、 车车 间间 成成 本本 分分 析析 成成 本本 进进 度度 跟跟 踪踪 项项 目目 质质 量量 信信 息息 生生 产产 令令 质质 量量 信信 息息 车车 间间 质质 量量 信信 息息 工工 作作 中中 心心 质质 量量 信信 息息 供供 应应 商商 质质 量量 信信 息息 工工 作作 质质 量量 信信 息息 产产 品品 质质 量量 信信 息息 工序工序 质量质量 统计统计 分析分析 SPCSPC 出出 入入 库库 情情 况况 库库 存存 盘盘 点点 物物 流流 配配 送送 二二 级级 车车 间间 库库 物物 流流 管管 理理 项项 目目 完完 成成 率率 统统 计计 分分 析析 产产 品品
10、 完完 成成 率率 统统 计计 分分 析析 车车 间间 完完 成成 率率 统统 计计 分分 析析 采采 购购 与与 委委 外外 完完 成成 率率 工工 时时 统统 计计 工工 作作 中中 心心 效效 率率 分分 析析 打 印 模 板 定 制 Figure 1 智能制造 MES 系统 3 图 1 智能制造 MES 系统结构图 智能制造之 MES 系统 4 由上图可见，本系统总体上可心分为技术保障、生产管理和系统管理三个大模块，其中 系统管理模块的为系统的基础设置，是系统正常运行的前提；技术保障模块的主要功能是技 术数据的准备，包括产品设计、工艺和编码，是生产管理部分的技术支撑及依据；生产管理 为
11、本系统最大的模块，涉及整个生产过程。下面介绍一下各功能模块的具体功能。 1. 系统管理系统管理 本模块为系统的基础设置模块，包括系统部门、人员配置，业务流程设置等等，是可以 保证系统业务流程可以顺利运转的一个基础保证，主要内容如下： 1) 业务部门管理业务部门管理：系统中涉及的业务部门信息维护。 2) 用户及权限管理系统用户及权限管理系统：包括用户管理和用户权限设置，其中系统用户管理是维护系统的 用户信息，用户权限管理则是根据实际需要为系统各用户配置不同的操作权限。 3) 车间及设备维护车间及设备维护：包括车间类型定义、设备台帐和工作中心管理。其中车间类型定义是 从系统的业务部门中选择相应的部
12、门为车间，并定义相应的车间类型（毛坯、机加工、 装配） ；设备台帐管理是维护各车间的设备信息；工作中心管理，各车间同一型号的设备 为一个工作中心，工作中心管理则是设备各工作中心的费率，计算生产成本中的工时成 本提供依据。 4) 打印模板定制打印模板定制：业务流程中涉及到的各种需要打印的表格的模板设置。 5) 审批流程设备审批流程设备：设置系统中生产令、采购合同和采购计划、领用单和请购单的审批流程 （无、审批，审批审计） 。 6) 其它其它：例如供应商管理（供应商信息维护） ，MES 设置（生产过程中几个重要环节的处理 方式（如报完工时是采用时动工时还是定额）的设置） ，质检组设置（各质检组信息
13、的维护） 质检组权限设置（各质检组质检权限的设置） 。 2. 技术保障技术保障 技术数据（包括设计 bom、图档资料、变更信息、工艺、材料定额等等）是生产过程所 需要的基础数据，是生产管理模块的技术支撑与技术保障，要求应该做到及时、准确、完整。 主要内容如下： 1) 产品数据管理：产品数据管理：这是系统除系统管理相关设置外的入口点，之后用的到所有技术数据都 是以它为基础进行的，它包括产品分类管理，产品图档和 BOM 管理，产品变更。其中， 智能制造之 MES 系统 5 产品分类管理是是维护产品的分类信息；产品图档和 BOM 管理是系统通过提取已设计好 的 DWG 或是 caxa 图纸，自动产生
14、产品 BOM 结构并且将图纸存入系统，以供之后需要时可 以直接调出浏览；产品变更则是图纸发生与生产相关的变更后所进行的一系统处理。 2) 工艺设计与管理：工艺设计与管理：它确定了零部件的制作过程和安装方法及工时、同时也确定了安装工 作地（厂内制作或工地安装），以工艺数据为核心覆盖工艺各个层次的管理。它包括工 艺过程设计、材料定额设计、工时定额设计以及与这些设计相关的基础数据的维护及设 计结果的统计汇总功能。 3) 物料编码：物料编码：物料编码确定物料描述的规范性和唯一性。确定物料编码准则，然后根据生 产 BOM 或产品 BOM 所描述的零部件信息和类别以及工艺数据信息，由软件系统根据编码 规则
15、，自动产生各类标准件编码和原材料编码，提交人工审核。它包括产品标准件编码、 原材料编码以及与产生这些编码相关的一些编码规则的维护。 3. 生产管理生产管理 生产管理是本系统最重要的模块，它涵盖了从下生产令到委外与采购，以及车间加工等 一系统内容，是本系统的重中之重，其它两个模块所做工作都是为生产管理模块服务的。 1) 生产令：生产令：基于厂内订单或自制的生产主计划,支持按部装制定生产工作令，建立按部装产 生和管理生产计划，依据技术 BOM 和工艺数据，经过 MRP 运算，自动进行任务分解，将 生产任务分解为车间制作、委外采购，并将计划下达到各部门和车间。它主要包括新建生 产令，生产 BOM 维护，生产令分解，生产计划下达等。 2) 采购与委外：采购与委外：委外与采购模块按需求计划执行,负责材料采购、外包业务、工序外协业务 处理。它主要包括供应商管理，任务分派，新建计划，新建合同，合同的审批、审计， 执行合同，到货登记并提交质检，质检并提交入库，库房入账，质检并生成入库单或转 移单提交相关部门，相关部门负责人接收单据或单据入帐等。 3) 车间执行控制：车间执行控制：车间工序是生产进度、生产成本和质量信息的最基本信息单元，需要车 间制作的零件或构件按预先确定的工艺路线执行。它主要包括物料限额领用或配送， 车间
